CN109471038A - 电动汽车动力电池包性能自动测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池包性能自动测试系统，包括与第一交流电源电连接的充放电柜和与充放电柜电连接且与第二交流电源电连接的功能测试柜，功能测试柜具有快充端口、放电端口和慢充端口，功能测试柜的快充端口、放电端口和慢充端口用于与需测试的动力电池包电连接。本发明的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，可实现对电动汽车使用工况环境的模拟，用于动力电池包开发阶段性能测试以及在生产制造过程中进行电池包性能检测，无需利用电动汽车整车资源即可完成动力电池包充放电、CAN网络、容量等性能等一系列性能验证，降低了动力电池包产品开发和制造成本，并且可以提高动力电池包的性能测试效率。

Description

电动汽车动力电池包性能自动测试系统及测试方法

技术领域

本发明属于新能源汽车动力电池技术领域，具体地说，本发明涉及一种电动汽车动力电池包性能自动测试系统及测试方法。

背景技术

动力电池包作为电动汽车关键零部件之一，其具有输出电能驱动电动汽车电机系统运行、与电动汽车充电系统交互信息实现充电管理、与电动汽车整车控制器(VCU)交互信息完成整车能量管理等功能。以上所述动力电池包主要功能是直接决定电动汽车使用的关键性能，因此在动力电池包开发、生产制造过程中，对动力电池包性能，如快充、慢充、容量、放电等性能进行相关测试已经必不可少。

目前针对动力电池包的测试手段存在不可模拟整车使用工况和测试内容不完整的问题，采用的测试系统存在自动化程度不高，测试效率低，测试数据不可追溯等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种电动汽车动力电池包性能自动测试系统及测试方法，目的是提高动力电池包性能测试效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：电动汽车动力电池包性能自动测试系统，包括与第一交流电源电连接的充放电柜和与充放电柜电连接且与第二交流电源电连接的功能测试柜，功能测试柜具有快充端口、放电端口和慢充端口，功能测试柜的快充端口、放电端口和慢充端口用于与需测试的动力电池包电连接。

所述第一交流电源为380V交流电源，所述充放电柜的输入端通过高压电缆与第一交流电源电连接，充放电柜的输出端通过高压电缆与所述功能测试柜的充放电接口电连接。

所述第二交流电源为220V交流电源。

所述功能测试柜用于模拟整车控制信号，所述充放电柜用于模拟电动汽车的快充工况和放电工况。

所述功能测试柜包括上位机、主控制器、开关阵列信号、测量单元和电源管理单元，上位机与主控制器、测量单元和所述充放电柜为电连接，开关阵列单元与主控制器、测量单元和电池管理单元为电连接，主控制器和开关阵列单元用于与需测试的动力电池包电连接。

所述上位机通过CAN通讯线束分别与所述主控制器和需测试的动力电池包连接，主控制器具有用于与需测试的动力电池包连接的AD转换模块和与开关阵列单元连接的主控制芯片。

所述上位机通过RS232通讯与所述测量单元连接，测量单元通过测量线束与所述开关阵列单元连接，开关阵列单元通过低压线束分别与所述电源管理单元和需测试的动力电池包连接。

本发明还提供了一种电动汽车动力电池包性能测试方法，采用上述电动汽车动力电池包性能自动测试系统，且包括步骤：

S1、功能测试柜获取待测试的动力电池包上的条码；

S2、功能测试柜对获取的条码进行判断；

S3、功能测试柜运行性能测试程序，对动力电池包的性能进行测试；

S4、获得测试结果，并显示测试结果。

所述步骤S3中，至少需测试动力电池包的慢充性能、快充性能、放电性能、 CAN网络和电池容量是否符合要求。

所述步骤S1中，使用无线扫码枪，将动力电池包上的条码输入至功能测试柜。

本发明的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，可实现对电动汽车使用工况环境的模拟，用于动力电池包开发阶段性能测试以及在生产制造过程中进行电池包性能检测，无需利用电动汽车整车资源即可完成动力电池包充放电、 CAN网络、容量等性能等一系列性能验证，降低了动力电池包产品开发和制造成本，并且可以提高动力电池包的性能测试效率；该系统所测试性能可覆盖动力电池包与电动汽车匹配的所有功能，测试项目完整可靠，可大大提升产品质量；另外，加入自动扫码录入系统，通过扫描动力电池包产品条码即可自动运行所有测试项目，并自动生成产品测试报告，大幅度提升测试效率的同时，可实现产品信息追溯的目的，满足国家对电动汽车动力电池产品信息追溯的要求。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明电动汽车动力电池包性能自动测试系统的功能模块连接示意图；

图2是本发明电动汽车动力电池包性能自动测试系统的功能模块控制逻辑框图；

图3是动力电池包性能测试流程示意图；

图中标记为：101、上位机软件系统；102、性能测试程序；103、测试数据管理；201、主控制器；202、CAN通讯模块；203、主控制芯片；204、I/O端口；301、开关阵列单元；302、继电器矩阵；401、测量单元；402、绝缘耐压仪；403、数字万用表；501、电源管理单元；502、慢充电源；503、程控电源； 601、动力电池包；602、电池管理系统；701、充放电柜。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1和图2所示，本发明提供了一种电动汽车动力电池包性能自动测试系统，包括与第一交流电源电连接的充放电柜和与充放电柜电连接且与第二交流电源电连接的功能测试柜，功能测试柜具有快充端口、放电端口、慢充端口、充放电接口、低压控制接口和220V输入接口，功能测试柜的快充端口、放电端口和慢充端口用于与需测试的动力电池包电连接。

具体地说，功能测试柜是用于模拟整车控制信号，该整车控制信号包括整车上电信号、环路互锁信号、电池包启动信号、放电请求信号和充电请求信号等。充放电柜用于模拟电动汽车的快充工况和放电工况，功能测试柜与充放电柜相配合，用于模拟动力电池包在电动汽车上的使用工况环境，使得需进行性能测试的动力电池包无需安装在电动汽车实车上就能进行测试，无需等待电动汽车实车开发和制造完成就能进行动力电池包的性能测试，降低了成本，而且可以提高动力电池包的性能测试效率，提升动力电池包性能测试的可靠性和实用性。

如图1所示，充放电柜用于在测试过程中，实现动力电池包快充时的电能输入和放电时的能量消耗，充放电柜的输入端通过高压电缆与第一交流电源电连接，充放电柜的输出端通过高压电缆与功能测试柜的充放电接口电连接，充放电柜并通过双绞线与功能测试柜的低压控制接口电连接。第一交流电源为380V交流电源，第一交流电源用于充放电柜的工作电源输入，使得充放电柜能够正常工作，输出电能给动力电池包或者消耗动力电池包放电能量。

功能测试柜具有一个220V输入接口，功能测试柜的220V输入接口通过高压电缆与第二交流电源电连接，第二交流电源为220V交流电源。第二交流电源用于给功能测试柜中的慢充电源502供电，使得慢充电源502能够正常工作，输出电能给动力电池包。

测试时，将功能测试柜的快充端口通过高压电缆与动力电池包的快充端口连接，将功能测试柜的放电端口通过高压电缆与动力电池包的放电端口连接，将功能测试柜的慢充端口通过高压电缆与动力电池包的慢充端口连接，将功能测试柜的接地端口通过低压线束与动力电池包的接地端口连接，将功能测试柜的低压控制接口通过低压线束与动力电池包的低压控制接口连接。

如图1和图2所示，功能测试柜包括上位机、主控制器、开关阵列信号、测量单元和电源管理单元，上位机与主控制器、测量单元和充放电柜为电连接，开关阵列单元与主控制器、测量单元和电池管理单元为电连接，主控制器和开关阵列单元用于与需测试的动力电池包电连接。上位机用于实现动力电池包性能测试策略以及数据分析管理，主控制器是用于执行上位机的性能测试需求，开关阵列单元是用于执行主控制器发送的整车控制信号，测量单元是用于执行动力电池包的性能测试和测试数据的上传，电源管理单元是用于模拟电动汽车实车上的车载充电系统的车载慢充电源和程控电源的功能。上位机用于模拟整车控制信号并将整车控制信号注入主控制器中，主控制器用于根据整车控制信号启动测试系统控制策略并根据控制策略发送相应的控制指令至开关阵列单元，进而实现对测试系统控制策略的实施。

功能测试柜的快充端口和放电端口与开关阵列单元为电连接，功能测试柜的220V输入接口和慢充端口与电源管理单元为电连接，功能测试柜的低压控制接口与主控制器和上位机为电连接，功能测试柜的接地端口与功能测试柜的箱体通过螺栓紧固连接。

充放电柜是用于模拟电动汽车的快充工况和放电工况，对动力电池包充放电性能进行测试。如图2所示，上位机通过CAN通讯线束分别与主控制器和需测试的动力电池包电连接，主控制器具有用于与需测试的动力电池包连接的AD 转换模块和与开关阵列单元电连接的主控制芯片，主控制芯片的I/O端口与开关阵列单元电连接。上位机通过RS232通讯与测量单元电连接，测量单元通过测量线束与开关阵列单元电连接，开关阵列单元通过低压线束分别与电源管理单元和需测试的动力电池包电连接。

如图2所示，上位机具有用于实现动力电池包性能测试的性能测试程序和实现动力电池包测试数据查询的测试数据管理功能。主控制器包括用于实现与上位机通讯的CAN通讯模块202、用于处理所接收到的外部控制信号的主控制芯片203和用于输入或输出控制信号的I/O端口204。开关阵列单元301包括实现测试通道电气切换的继电器矩阵302。测量单元401包括执行动力电池包的安规测试的绝缘耐压仪402以及用于在测试过程中实现动力电池包的电流和电压数据采集的数字万用表403。电源管理单元501用于模拟电动汽车车载充电系统，电源管理单元501包括用于在测试时给动力电池包进行慢充的慢充电源502和用于模拟电动汽车低压12V控制信号的程控电源503，慢充电源502与功能测试柜的220V输入接口连接。动力电池包601包括实现动力电池系统信号采集、控制信号处理等功能的电池管理系统602。

本发明还提供了一种电动汽车动力电池包性能测试方法，采用上述结构的电动汽车动力电池包性能自动测试系统。如图3所示，本发明的电动汽车动力电池包性能测试方法包括如下的步骤：

S1、功能测试柜获取待测试的动力电池包上的条码；

S2、功能测试柜对获取的条码进行判断；

S3、功能测试柜运行性能测试程序，对动力电池包的性能进行测试；

S4、获得测试结果，并显示测试结果。

作为优选的，在上述步骤S1中，使用无线扫码枪，将动力电池包上的条码输入至功能测试柜，条码承载有电池包产品信息。将待测试的动力电池包放置于测试区域，操作人员手持无线扫码枪，对待测试的动力电池包进行扫描，无线扫码枪通过RF信号(无线射频)给上位机发送数据，上位机获取待测试的动力电池包上的条码。

本发明的测试方法中，加入自动扫码录入系统，通过扫描动力电池包产品条码即可自动运行所有测试项目，并自动生成产品测试报告，大幅度提升测试效率的同时，可实现产品信息追溯的目的，满足国家对电动汽车动力电池产品信息追溯的要求。

在上述步骤S1中，在使用无线扫码枪对待测试的动力电池包进行扫描前，需先将功能测试柜的快充端口通过高压电缆与待测试的动力电池包的快充端口连接，将功能测试柜的放电端口通过高压电缆与待测试的动力电池包的放电端口连接，将功能测试柜的慢充端口通过高压电缆与待测试的动力电池包的慢充端口连接，将功能测试柜的接地端口通过低压线束与待测试的动力电池包的接地端口连接，将功能测试柜的低压控制接口通过低压线束与待测试的动力电池包的低压控制接口连接。连接完成后，在使用无线扫码枪对待测试的动力电池包进行扫描，准备进行动力电池包的性能测试。

在上述步骤S2中，上位机解析并判断所输入的动力电池包的条码是否满足预设条码规则，并给出下一步执行指令。如果上位机判断动力电池包的条码不满足预设条码规则，停止测试。只有动力电池包的条码满足预设条码规则，才能执行步骤S3。

在上述步骤S3中，如果上位机判断动力电池包的条码满足预设条码规则，上位机自动运行性能测试程序，并通过CAN通讯线束将性能测试需求下发至主控制器。主控制器执行上位机下发的性能测试需求，主控制器并下发控制信号至动力电池包或开关阵列单元。

在上述步骤S3中，当主控制器下发控制信号至动力电池包时，主控制器并接收动力电池包的电池管理系统反馈的信号，主控制器通过内部的A/D转换模块和主控制芯片处理动力电池包反馈的信号，并将处理后的测试数据上传给上位机。主控制器获得的测试数据，通过CAN通讯线束反馈给上位机。最后在上述步骤S4中，上位机接收主控制器反馈的测试数据，上位机获得测试结果，并进行分析判定，最终显示测试结果。

在上述步骤S3中，当主控制器下发控制信号至开关阵列单元时，根据上位机下发的性能测试需求，闭合开关阵列单元的继电器矩阵中相应的继电器以完成功能测试项目。开关阵列单元按照主控制器信号指令执行闭合继电器矩阵中相应的继电器的步骤后，主控制器反馈继电器矩阵状态给上位机；然后上位机通过RS232通讯，下发测试参数至测量单元，测量单元据此进行测试数据的采集，并将采集的测试数据发送至上位机。最后在上述步骤S4中，上位机接收测量单元发送的测试数据，上位机获得测试结果，并进行分析判定，最终显示测试结果。

性能测试需求中包含的待测性能包括动力电池包的慢充性能、快充性能、放电性能、CAN网络和电池容量。在上述步骤S3中，至少需测试动力电池包的慢充性能、快充性能、放电性能、CAN网络和电池容量是否符合要求。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电动汽车动力电池包性能自动测试系统，其特征在于，包括与第一交流电源电连接的充放电柜和与充放电柜电连接且与第二交流电源电连接的功能测试柜，功能测试柜具有快充端口、放电端口和慢充端口，功能测试柜的快充端口、放电端口和慢充端口用于与需测试的动力电池包电连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，其特征在于，所述第一交流电源为380V交流电源，所述充放电柜的输入端通过高压电缆与第一交流电源电连接，充放电柜的输出端通过高压电缆与所述功能测试柜的充放电接口电连接。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，其特征在于，所述第二交流电源为220V交流电源。

4.根据权利要求1至3任一所述的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，其特征在于，所述功能测试柜用于模拟整车控制信号，所述充放电柜用于模拟电动汽车的快充工况和放电工况。

5.根据权利要求4所述的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，其特征在于，所述功能测试柜包括上位机、主控制器、开关阵列信号、测量单元和电源管理单元，上位机与主控制器、测量单元和所述充放电柜为电连接，开关阵列单元与主控制器、测量单元和电池管理单元为电连接，主控制器和开关阵列单元用于与需测试的动力电池包电连接。

6.根据权利要求5所述的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，其特征在于，所述上位机通过CAN通讯线束分别与所述主控制器和需测试的动力电池包连接，主控制器具有用于与需测试的动力电池包连接的AD转换模块和与开关阵列单元连接的主控制芯片。

7.根据权利要求6所述的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，其特征在于，所述上位机通过RS232通讯与所述测量单元连接，测量单元通过测量线束与所述开关阵列单元连接，开关阵列单元通过低压线束分别与所述电源管理单元和需测试的动力电池包连接。

8.电动汽车动力电池包性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一所述的电动汽车动力电池包性能自动测试系统，且包括步骤：

S1、功能测试柜获取待测试的动力电池包上的条码；

S2、功能测试柜对获取的条码进行判断；

S3、功能测试柜运行性能测试程序，对动力电池包的性能进行测试；

S4、获得测试结果，并显示测试结果。

9.根据权利要求8所述的电动汽车动力电池包性能测试方法，其特征在于，所述步骤S3中，至少需测试动力电池包的慢充性能、快充性能、放电性能、CAN网络和电池容量是否符合要求。

10.根据权利要求8或9所述的电动汽车动力电池包性能测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，使用无线扫码枪，将动力电池包上的条码输入至功能测试柜。